Kiến thức về dòng điện trong kim loại ( ví dụ có lời giải chi tiết)

Các vấn đề cơ bản của dòng điện trong kim loại là những vấn đề liên quan đến điện trở và điện trở suất. bạn đọc cùng tìm hiểu bài giải chi tiết bài tập dưới đây để biết cách làm.

kiến ​​thức tốt về dòng điện trong kim loại

i – tóm tắt kiến ​​thức

– dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do.

– Trong chuyển động, các electron tự do luôn va chạm với các ion trong mạng tinh thể và truyền một phần động năng cho chúng. va chạm này là nguyên nhân gây ra điện trở của vật dẫn kim loại.

– dòng điện qua dây dẫn (i = n_ {0} .e.s.v ).

ở đâu:

n0 là mật độ của các electron tự do (hạt / m3 hoặc m-3).

e là điện tích của 1 electron (e = 1,6.10-19c)

v là tốc độ trung bình của các electron tự do (m / s).

s là tiết diện của dây dẫn (m2).

– điện trở của dây dẫn: (r = frac {1} {n_ {0} .e. mu e}}. frac {l} {s} = rho. frac {l} { s} )

ở đâu:

l là chiều dài của dây dẫn (m)

Xem thêm: Vòng Quay Hàng Tồn Kho Là Gì? Phân Tích Vòng Quay Hàng Tồn Kho

μe là độ linh động của các electron tự do trong kim loại dẫn.

( rho ) là điện trở suất của kim loại (Ω.m).

s là tiết diện của dây dẫn (m2)

– điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ: ( rho = rho 0} [1 + α (t-t_ {0})] )

Xem Thêm : Tiết lộ 4 công thức trộn kem body trắng cấp tốc mới vô cùng an toàn – Shynh House

a là hệ số nhiệt điện trở (đơn vị k-1); ( rho ) 0 là điện trở suất ở 00c

– Vật liệu siêu dẫn là vật liệu có điện trở giảm đến 0 khi nhiệt độ t≤tc. trong đó tc là nhiệt độ tới hạn của chất siêu dẫn.

– suất điện động nhiệt động: ( xi ) = at (t1 – t2)

ii – một số lưu ý khi giải bài tập

– Tính toán các đại lượng liên quan đến chuyển động có hướng của các electron tự do trong kim loại. áp dụng công thức: (i = n_ {0} .e.s.v; delta q = i. delta t )

– chiều chuyển dời có hướng của các êlectron tự do ngược chiều với chiều của dòng điện.

– cũng sử dụng các công thức: (n_ {0} = frac {n} {v}; r = rho. frac {l} {s}; rho = rho _ {0} [1 + alpha (t-t_ {0})] ) hoặc (r = r_ {0} [1+ alpha (t-t_ {0})]; r = frac {u ^ {2}} { p} )

Ví dụ 1: Một dây dẫn bằng đồng, đường kính tiết diện d = 2 mm, có dòng điện có cường độ i = 5a chạy qua. cho biết mật độ electron tự do là n0 = 8,45.1028m-3. tính tốc độ trung bình của các electron trong chuyển động có hướng của chúng?

giải pháp:

Xem thêm: Liên hệ bản thân về ý thức trách nhiệm của cán bộ Đảng viên

trong khoảng thời gian ∆t, êlectron chuyển động qua tiết diện s một đoạn ∆s = v.∆t.

= & gt; tải trọng vượt qua diện tích mặt cắt ngang trong thời gian ∆t là: ( delta q = n.e = n_ {0} .v.e = n_ {0} .s.v. delta t.e )

thì cường độ dòng điện là: (i = frac { delta q} { delta t} = n_ {0} .s.v.e )

thay thế số để nhận:

ví dụ 2: một bóng đèn (220v – 100w) khi bật bình thường thì nhiệt độ của dây tóc là 25000c. Xác định điện trở của đèn khi sáng bình thường và khi không sáng, biết nhiệt độ môi trường là 200C. cho biết: dây tóc làm bằng vonfram (a = 4,5.10-3k-1).

giải pháp:

– điện trở của đèn khi bật:

adct: (r_ {s} = frac {u ^ {2}} {p} = frac {220 ^ {2}} {100} = 484 omega )

– điện trở của đèn khi không bật:

Xem Thêm : Tổng Hợp Các Công Thức Vật Lý 12 Quan Trọng Dòng Điện Xoay Chiều

ta có: rs = r0. [1 + (2500 – 20) .a] ​​và rt = r0. do đó:

iii – thực hành

câu 10.1. Chứng minh công thức xác định dòng điện i chạy qua một vật dẫn kim loại có dạng i = e.n.s.v, trong đó e là độ lớn của điện tích electron, n là mật độ electron trong kim loại, s là tiết diện của Dây và v là tốc độ trôi của electron.

cụm từ 10.2. một sợi dây bạch kim ở 200c có điện trở suất ( rho ) 0 = 10,6.10-8Ω.m. Tính điện trở suất ( rho ) của bạch kim ở 10200C. hệ số nhiệt điện trở a = 3,9.10-3k-1.

cụm từ 10.3. kết nối cặp nhiệt điện bằng đồng-hằng số với milivôn kế trong một mạch kín. nhúng vật hàn thứ nhất vào nước đá nóng chảy, vật hàn thứ hai vào nước sôi thì milivôn kế chỉ 4,25mv. tính hệ số nhiệt điện động trong?

Xem thêm: Tính từ ngắn và tính từ dài [Nhận biết & cách sử dụng chính xác] – Tiếng Anh Free

lời cầu nguyện 10.4. nguyên tử khối của đồng là 64g / mol, khối lượng riêng của đồng là 8,9.103kg / m3. Biết rằng mỗi nguyên tử đồng giải phóng 2 êlectron dẫn.